System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法技术_技高网

一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法技术

技术编号:40466957 阅读:10 留言:0更新日期:2024-02-22 23:21
本发明专利技术公开一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,包括如下步骤:将镁系储氢材料MgH<subgt;2</subgt;、复合镁系储氢材料与活性氧化铝负载催化剂在氩气气氛下进行搅拌,使MgH<subgt;2</subgt;和复合镁系储氢材料吸附到活性氧化铝负载催化剂的孔隙结构中,得到吸附MgH<subgt;2</subgt;和复合镁系储氢材料的负载催化剂;将氮气与吸附MgH<subgt;2</subgt;和复合镁系储氢材料的负载催化剂在400~600℃下进行反应得到NH<subgt;3</subgt;气体。本发明专利技术的转化效率高,所需要的反应条件不苛刻,仅需要高温和常压下可进行反应,达到节约减排目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氨气制备,具体涉及一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法


技术介绍

1、目前市面上主流的合成氨气的方法主要有一下几种。哈伯-博施法,这是目前最常见的氨气合成方法。它在高温(约450℃)和高压(约200至300倍大气压)下进行。在该过程中,氢气和氮气通过铁催化剂的存在下反应生成氨气。尽管这是一种有效的方法,但它需要大量的能量来维持高温高压条件。气相氨合成,这是另一种氨气合成方法,通常在更高的温度和压力下进行,大约在600℃和200至400倍大气压。这个过程使用石墨催化剂,它对反应条件更加苛刻。高温电解法是使用电解的方式制备氨气。该方法是在高温(约700~1000℃)下,通过将氮气经过溶液电解分解,使其与氢原子结合形成氨气。

2、现有制备氨气技术的缺陷和不足主要有以下几点:能源消耗,传统制氨气方法需要高温高压条件,这需要大量的能源。高温条件下的反应需要耗费大量电力来加热反应器,高压条件下则需要耗费更多的电力来维持压力。因此,这是一个显著的能源消耗问题。环境问题,传统氨气合成方法伴随着高碳排放,这对环境造成了负面影响。高温高压条件下的反应通常需要大量天然气或其他化石燃料,这会导致二氧化碳排放增加,加剧温室效应。催化剂问题,现有的催化剂通常是基于铁、钼等金属的,这些催化剂需要高温条件下才能有效运作。此外,它们容易中毒,需要经常更换,这增加了生产成本。氢气制备,制备氢气是制氨气过程的关键步骤之一。目前,大多数氢气是通过对天然气进行蒸汽重整或气化来制备的,这不仅需要大量能源,还依赖于有限的化石燃料资源。

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技术实现思路

1、为克服现有技术中的问题,本专利技术的目的是提供一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,该方法能够将氮气转化为氨气,并且转化效率高。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:

3、一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,包括如下步骤:

4、将镁系储氢材料mgh2、复合镁系储氢材料与活性氧化铝负载催化剂在氩气气氛下进行搅拌,使mgh2和复合镁系储氢材料吸附到活性氧化铝负载催化剂的孔隙结构中,得到吸附mgh2和复合镁系储氢材料的负载催化剂;

5、将氮气与吸附mgh2和复合镁系储氢材料的负载催化剂在400~600℃下进行反应得到氨气。

6、进一步的,反应时间为3~24h。

7、进一步的,搅拌时间为8~12h。

8、进一步的,镁系储氢材料mgh2、复合镁系储氢材料与活性氧化铝负载催化剂的质量比为1:1:2。

9、进一步的,镁系储氢材料mgh2通过以下过程制得:将mg粉置氢气气氛中,在300~600℃进行加氢反应3~24小时,得到镁系储氢材料mgh2。

10、进一步的,将mg粉置氢气气氛中,氢气压力为1.5~4.5mpa。

11、进一步的,将mg粉和过渡金属粉末在氮气气氛下,混合均匀,然后在氢气气氛下,于300~600℃进行加氢反应3~24小时,得到复合镁系储氢材料。

12、进一步的,过渡金属粉末为fe。

13、进一步的,mg粉和过渡金属粉末的粒径均不大于325目。

14、进一步的,过渡金属占mg粉和过渡金属粉末总质量的10%~50%。

15、与现有技术相比,本专利技术具有的有益效果:

16、本专利技术提供的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,将镁系储氢材料mgh2、复合镁系储氢材料与活性氧化铝负载催化剂进行搅拌,使mgh2和复合镁系储氢材料吸附到活性氧化铝负载催化剂的孔隙结构中,然后与氮气在高温下进行反应生成氨气,这样可以增加反应效率。本专利技术通过氮气一步法转化氨气,与目前主流的氨气生产方法相比,所需要的反应条件不苛刻,仅需要高温和常压下可进行反应,达到节约减排目的。本专利技术可将反应完后剩余的固体物进行循环利用,反应生成的氮化镁(mg3n2)是一种重要的无机化合物,具有广泛的用途,可用于制备特殊的陶瓷材料、制造特殊的合金的发泡剂等多个工业领域。

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【技术保护点】

1.一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,反应时间为3~24h。

3.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,搅拌时间为8~12h。

4.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,镁系储氢材料MgH2、复合镁系储氢材料与活性氧化铝负载催化剂的质量比为1:1:2。

5.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,镁系储氢材料MgH2通过以下过程制得:将Mg粉置氢气气氛中,在300~600℃进行加氢反应3~24小时,得到镁系储氢材料MgH2。

6.根据权利要求5所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,将Mg粉置氢气气氛中,氢气压力为1.5~4.5MPa。

7.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,将Mg粉和过渡金属粉末在氮气气氛下,混合均匀,然后在氢气气氛下,于300~600℃进行加氢反应3~24小时,得到复合镁系储氢材料。

8.根据权利要求7所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,过渡金属粉末为Fe。

9.根据权利要求7所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,Mg粉和过渡金属粉末的粒径均不大于325目。

10.根据权利要求7所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,过渡金属占Mg粉和过渡金属粉末总质量的10%~50%。

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【技术特征摘要】

1.一种氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,反应时间为3~24h。

3.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,搅拌时间为8~12h。

4.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,镁系储氢材料mgh2、复合镁系储氢材料与活性氧化铝负载催化剂的质量比为1:1:2。

5.根据权利要求1所述的氮气通过金属氢化物转化为氨气的方法,其特征在于,镁系储氢材料mgh2通过以下过程制得:将mg粉置氢气气氛中,在300~600℃进行加氢反应3~24小时,得到镁系储氢材料mgh2。

6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡昀廷刘硕蔡见庭潘勇
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:

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